deze techniek worden uit lignocellulosehoudende biomassa suikers gewonnen die vervolgens door fermentatie worden omgezet naar bio-ethanol die als benzine- vervanger kan worden ingezet.
• Bio-LNG uit mest en allesvergisting. Met deze techniek wordt door vergisting van mest en andere verteerbare grondstoffen methaan verkregen, die na opwerking en liquefactie als bio-LNG voor transportdoeleinden kan worden ingezet.
• Gehydrateerde pyrolyse-olie uit lignocellulosehoudend materiaal, Met deze techniek
wordt lignocellulosehoudende biomassa (bijvoorbeeld houtsnippers) omgezet in olie via een snelle pyrolysemethode. De verkregen biodiesel kan worden ingezet in de binnenvaart.
Wijzigingen ten opzichte van het conceptadvies
De waarden van hernieuwbare brandstofeenheden (HBE’s25) zijn in dit eindadvies in het cor- rectiebedrag opgenomen. Ze vormen echter geen onderdeel van de productprijs, noch van de langetermijnprijs. Zij zijn op een wijze analoog aan de Garanties van Oorsprong (GvO’s) voor hernieuwbare elektriciteit meegenomen. Deze geavanceerde biobrandstoffen worden meegerekend in de verplichting voor leveranciers om hernieuwbare brandstoffen in Neder- land op de markt te brengen.
10.2 Beschrijving referentie-installaties
Bio-ethanol uit lignocellulosehoudende biomassa
In deze categorie worden lignocellulosehoudende grondstoffen gebruikt om bio-ethanol (CH3CH2OH) te produceren. De referentiecasus betreft een standalone productiefaciliteit
25Hernieuwbare brandstofeenheden (HBE's) zijn de eenheden waarmee bedrijven, binnen de uitvoe- ringssystematiek Energie voor Vervoer, voldoen aan hun jaarverplichting.
waarbij het proces zelfvoorzienend is (er wordt intern voldaan aan de vraag naar stoom en elektriciteit).
De belangrijkste stappen om ethanol uit lignocellulose te produceren zijn voorbewerking van biomassa, gevolgd door enzymatische hydrolyse en fermentatie en de terugwinning met ethanol als eindproduct. Het voorbewerkingsproces is gericht op het optimaliseren van de hydrolyse en de processen erna en is afhankelijk van de karakteristieken van de grondstof. Tijdens de voorbewerking worden cellulose en hemicellulose gescheiden van lignine. Lignine wordt doorgaans gescheiden en gedroogd, om vervolgens als brandstof te dienen voor de processen. Enzymatische hydrolyse is een cruciale stap waarbij de cellulose wordt afgebro- ken tot glucose. Hemicellulose wordt door autohydrolyse omgezet in fermenteerbare suikers (C5- en C6-suikers). In het fermentatieproces worden alle suikers omgezet in bio-ethanol door verschillende micro-organismen. De lage concentratie bio-ethanol wordt via distillatie, rectificatie en dehydratering opgewaardeerd naar de gewenste hoge concentratie om benut te worden als biobrandstof. We nemen aan dat de procesenergie gewonnen wordt via lig- nineverbranding in een eigen boiler en elektriciteitsproductie plaatsvindt met de resulterende stoom. Er is dus geen externe energievoorziening nodig en afhankelijk van de bedrijfsmodus wordt netto-elektriciteit opgewekt.
Afhankelijk van de fysieke eigenschappen en de chemische compositie van de belangrijkste grondstoffen zijn verschillende fabrieksconfiguraties ontwikkeld. In dit advies is een fabrieks- configuratie gekozen die gemengde lignocellulosehoudende grondstoffen (inclusief B-hout) verwerkt. De installatie heeft een referentiegrootte van 77 MWth output (ongeveer 80 kt out- putcapaciteit) met de mogelijkheid om verschillende lignocellulosehoudende biomassa te ge- bruiken als grondstoffen (bijvoorbeeld houtsnippers, snoei- en dunningshout, houtpellets, afvalhout enzovoort). Er wordt hierbij uitgegaan van een grootschalig commercieel project. Het energetisch rendement van biomassa naar bio-ethanol is gesteld op 37%.
Investeringskosten
Momenteel bestaat er wereldwijd een beperkt aantal eerste-generatie-ethanolfabrieken die lignocellulose gebruiken en die opereren op commerciële schaal. Veel commerciële fabrieken zijn inmiddels, om verschillende redenen, gesloten. Er zijn ook enkele fabrieken die nu ge- bouwd worden, of die gepland staan om in de komende periode gebouwd te worden.
De capaciteiten van deze fabrieken variëren tussen 10 en 90 kt ethanol. De totale investerin- gen van deze fabrieken liggen rond de 2000-3900 euro/kW output. De kapitaalkosten van lignocellulose-ethanolfabrieken liggen binnen een bandbreedte van 2570 euro/kW en 3650 euro/kW ethanolproductie, afhankelijk van verschillende aspecten zoals fabrieksgrootte, technologiecomplexiteit, evolutie van de leercurve en fabriekslocatie. Voor de SDE++ wordt een fabriek van ongeveer 80 kt outputcapaciteit beschouwd als referentie-installatie. Naar aanleiding van het overleg met de marktpartijen is de totale investering vastgesteld op 3800 euro/kW output. Deze waarde is vergelijkbaar met de bovenkant van de bandbreedte van in- formatie uit de literatuur. Deze hoge investeringskosten hebben betrekking op de installatie- configuratie die gemengde biomassa, inclusief afvalhout, kan verwerken.
O&M-kosten
Operationele kosten bestaan uit vaste en variabele bedrijfskosten. Vaste bedrijfskosten om- vatten arbeid, onderhoud en verschillende overheadcomponenten. Variabele bedrijfskosten bestaan uit chemicaliën en enzymvoedingsstoffen alsmede inkomsten uit het terugleveren van elektriciteit aan het elektriciteitsnetwerk. De vaste O&M-kosten worden gesteld op 190 euro/kW output. De totale O&M-kosten komt overeen met 7% van CAPEX. Voor de elektrici- teitsprijs wordt een groothandelprijs gehanteerd van 0,0449 euro/kWh. Dit is berekend op basis van de ongewogen gemiddelde elektriciteitsprijzen van 2021 tot en met 2030, op basis van de KEV 2020.
Grondstofprijzen
De meeste bestaande of geplande installaties om ethanol te produceren uit lignocellulose- houdende biomassa zijn gericht op het gebruik van gemengde grondstoffen met de focus op landbouwresiduen, omdat deze grondstoffen groter in aanbod en derhalve veel goedkoper zijn dan houtsnippers. Bedrijven hebben echter aangegeven dat zij tegen veel problemen aanlopen bij het verwerken van deze niet-homogene grondstoffen, hetgeen resulteert in hoge onderhoudskosten. Daarnaast zijn deze landbouwresiduen geen basisproducten (com-
modity) en daarom moeten ze gehaald worden uit de regio’s nabij de fabrieken. Bovendien is
hun aanbodpotentieel in Nederland beperkt. Om deze redenen worden in dit eindadvies ge- mengde houtachtige biomassa, inclusief afvalhout, beschouwd als belangrijkste grondstoffen voor de referentiecategorie ethanol uit lignocellulose.
We nemen aan dat een nieuwe installatie een mix zal gebruiken van houtsnippers en afval- hout (B-hout). Als de installatie goed draait, kan het aandeel houtsnippers worden vermin- derd en kan het aandeel ander kwaliteitsafvalhout worden vergroot (bijvoorbeeld mindere kwaliteit B-hout en andere residuen) om een economisch optimum te bereiken. In deze SDE++ gaan we ervan uit dat de inputprijs van grondstoffen 50 euro/droge ton zal zijn. De prijs van houtsnippers wordt aangenomen als 100 euro/droge ton en B-hout als 0 euro/droge ton.26 Ter vergelijking, in het SGAB-kostenrapport werden de grondstofkosten geacht te lig- gen tussen 10-20 euroMWh (50-100 euro/droge ton).
26 Om te vermijden dat de SDE++-regeling een prijsopdrijvend effect creëert op de B-houtmarkt en omdat ver- branden in een AVI het alternatief is, wordt vooralsnog vastgehouden aan een prijs van 0 euro/t voor B-hout.
Tabel 10-1 geeft de voorgestelde technisch-economische parameters voor deze categorie en in
Tabel 10-2 staat het bijbehorende basisbedrag.
Tabel 10-1. Technisch-economische parameters lignocellulose-ethanolinstallatie
Parameter Eenheid Advies SDE++ 2021
Inputvermogen [MW output] 77
Vollasturen ethanolproductie [uur/jaar] 8000
Investeringskosten [€/kWoutput] 3800
Vaste O&M-kosten [€/kWoutput/jaar] 190
Variabele O&M-kosten (incl. contractkosten) [€/kWhoutput] 0,011 Thermisch rendement [MW ethanol/MW biomassa] 37%
Energie-inhoud biomassa [GJ /t] 17
Grondstofkosten [€/t] 50
Tabel 10-2. Overzicht subsidieparameters lignocellulose-ethanolinstallatie
Categorie Basisbedrag SDE++ 2021 [€/kWh] Vollasturen SDE++ 2021 [uur/jaar] Economische levensduur [jaar] Looptijd sub- sidie [jaar] Basisbedrag SDE++ 2021 0,1222 8000 15 15
Vermeden CO2-emissies lignocellulose-ethanol
De vermeden CO2 ten opzichte van de te vervangen installatie bepaalt de subsidie-intensi- teit. De vermeden emissiefactor van lignocellulose-ethanol is gebaseerd op de vermeden uit- stoot door substitutie van benzine. Aan de warmte- en elektriciteitsvraag van het systeem wordt intern voldaan. Er is echter een overschot aan elektriciteit en dit overschot wordt ge- acht te zijn geleverd aan het net, ter vervanging van een deel van de elektriciteitsmix. De daarmee samenhangende, extra vermeden CO2-uitstoot wordt in deze berekening meegeno- men.
Tabel 10-3 toont de emissiefactoren die worden gebruikt om de emissie-intensiteit van ge- avanceerde biobrandstoffen te berekenen.
Tabel 10-3. Emissiefactoren en vermeden emissiefactor geavanceerde biobrand- stoffen Energiedrager Emissiefactoren (kg CO2-eq/kWh) Benzine 0,263 Elektriciteit 0,216 Vermeden-emissiefactor lignocellulose-ethanol 0,3012
Bron: RVO Nederlandse lijst van energiedragers en standaard CO2-emissiefactoren, versie januari 2020 (ben- zine) en PBL (2020) (elektriciteit).